孔板流量計(jì)測(cè)量原理測(cè)壓點(diǎn)位置選擇不合理原因
實(shí)際應(yīng)用中和許多書籍中,孔板流量計(jì)測(cè)壓點(diǎn)的位置選擇在管道截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ處,這是不正確的,應(yīng)選在截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ處。理由如下:
從上述公式推導(dǎo)過(guò)程可知,孔板流量計(jì)計(jì)算公式的理論基礎(chǔ)是伯努利原理、能量守衡定律、質(zhì)量守衡定律(運(yùn)動(dòng)連續(xù)性方程)。流體在管道截面Ⅰ-Ⅰ以前,以一定的速度1流動(dòng),管內(nèi)靜壓力為p1。在接近孔板時(shí),由于遇到節(jié)流元件孔板的阻擋,靠近管壁處流體的有效流速降低,一部分動(dòng)壓能轉(zhuǎn)換成靜壓能,靜壓迅速升高至p'1,大于管道中心處的壓力,從而在孔板入口端面處產(chǎn)生徑向壓差,使流體產(chǎn)生收縮運(yùn)動(dòng)。流體在孔板前后突然縮小和擴(kuò)大,產(chǎn)生局部渦流損耗和摩擦阻力損失,這使得流體流過(guò)孔板后,靜壓不能回復(fù)到原來(lái)的數(shù)值,即孔板前后有靜壓損失,實(shí)際應(yīng)用證明,瓦斯抽采管路中安裝孔板流量計(jì)后,會(huì)造成很大的瓦斯抽采阻力,所以選用孔板前后截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ上的各參數(shù),用來(lái)推導(dǎo)孔板流量計(jì)計(jì)算公式是不正確的,它不符合能量守衡定律。
從上述分析可知,選截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ處的各參數(shù),用來(lái)推導(dǎo)孔板流量計(jì)計(jì)算公式,是正確的。因?yàn)?,截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ在?jié)流元件的同一側(cè),流體從截面Ⅱ-Ⅱ流到截面Ⅲ-Ⅲ,基本沒(méi)有能量損失,其機(jī)械能符合能量守衡定律,完全符合伯努利原理和質(zhì)量守衡定律。
3.2 式(3)作為最終公式進(jìn)行使用
氣體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),管內(nèi)各截面的壓力、體積、溫度和密度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即:。但在數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程中,由公式變?yōu)椋?Z1-2Z2)=0,進(jìn)而再變?yōu)楹螅鱬已經(jīng)與Q失去了對(duì)應(yīng)關(guān)系,也就是說(shuō),通過(guò)△p已經(jīng)不通確定Q是工況狀態(tài)下的流量還是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量。是工況狀態(tài)下管道內(nèi)混合氣體的密度,也是唯一1個(gè)確定Q狀態(tài)特性的參數(shù),所以在沒(méi)有求出之前,式(3)不能做為最終公式進(jìn)行使用。
3.3 把0=(1-0.00446C)1.293當(dāng)做
在實(shí)際應(yīng)用中,常會(huì)把0=(1-0.00446C)1.293當(dāng)做,代入式(3)進(jìn)行計(jì)算,這是不正確的。0=(1-0.00446C)1.293是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,0℃)下混合氣體的密度,為工況狀態(tài)下混合氣體的密度,不能混淆。
3.4 在很多計(jì)算公式中增加g
1)一種是用做為能量守衡方程,進(jìn)行公式推導(dǎo),此公式來(lái)源不明。根據(jù)伯努利原理和能量守衡定律有:,在等高(Z2-Z1=0)情況下,,以此公式為基礎(chǔ),在孔板流量計(jì)公式推導(dǎo)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)g。
2)另一種是k=60.677ad2突然變成k=60.677=189.95ad2,而Q=kb中△p的單位仍然還是Pa,公式中突然增加沒(méi)有道理。
3.5 濫用克拉珀龍方程
在實(shí)際應(yīng)用中,常常會(huì)出現(xiàn):不管用得是哪個(gè)公式,計(jì)算出Q后,再用克拉珀龍方程求標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)量或常溫狀態(tài)量,使最終數(shù)值很不準(zhǔn)確很不可靠。造成這種情況的主要原因是,公式中沒(méi)有標(biāo)明所計(jì)算出的流量是什么狀態(tài)下的量,使用人員弄不清公式是否已經(jīng)把工況狀態(tài)下的量折算成常溫狀態(tài)下的量。需要說(shuō)明的是,用《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第八篇第七章第七節(jié)中的公式,計(jì)算出的流量是常溫狀態(tài)下的體積流量。
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